Применение инженерных систем

Для производственных объектов разработаны, утверждены требования по воздухообмену, которые закреплены в действующих ГОСТ, СНиП. Основные параметры представлены в СНиП 41-01-2003, они регламентируют:

• экологические показатели объекта (для производственных цехов, предприятий общественного питания);
• санитарно-гигиенические параметры;
• меры и средства противопожарного обеспечения;
• стабильность работы, ремонтопригодность;
• энергоэффективность.

В этом документе установлены правила монтажа впускных, выводящих элементов, минимальная/максимальная температура, кратность, объем подаваемого воздуха. Вентилирование должно обеспечивать:

• оптимальное звуковое давление от работы силовых установок и при движении воздуха по каналам;
• состав воздуха, скорость, объем потока в помещениях с различным целевым назначением (производственные цеха, общественные, жилые здания и др.);
• стандартизованный ряд сечений, размеров воздуховодов;
• поддержание оптимального микроклимата (обогрев зимой, кондиционирование летом).

Для общественных зданий не допускается поступление в помещения воздушных масс с температурой ниже 15 0С, для жилых – 18 0С. В производственных условиях допускается снижение температуры до 5 0С. Также регламентирована температура летом – для офисных, жилых помещений 20 – 25 0С. В производственных условиях при значительных физических нагрузках персонала 18 – 22 0С. Не рекомендуется создавать перепад температур внутри, снаружи здания более 8 – 10 0С. Приемные отверстия системы не должны размещаться ниже 1 м от уровня земли, выходные располагаются на кровле и утепляются для защиты от обледенения.

В подобной схеме используется разница между внутренней температурой здания, внешними параметрами (сила ветра, дифференциация давления). С возрастанием высотности усиливается тяга, а с уравниванием внешних/внутренних условий она ослабевает. Все факторы, влияющие на кратность воздухообмена, являются природными, поэтому контролировать и управлять системой невозможно. Она имеет свои достоинства и недостатки.

Достоинства:

• отсутствие затрат на установку и эксплуатацию (нет электрического привода, расходных частей);
• надежность – в системе не предусмотрены движущиеся и изнашивающиеся детали.

Недостатки:

• зависимость от внешних природных факторов (изменение давления, направлений ветра, температуры);
• невозможность провести качественную воздухоподготовку (при установке фильтров эффективность катастрофически падает);
• низкая кратность воздухообмена, особенно летом;
• отсутствие централизованного охлаждения/обогрева.

Для увеличения эффективности на воздухозаборных патрубках устанавливаются дефлекторы, горизонтальные отводы выполняются не длиннее 2,5 м. Эта схема эффективна для высотных и промышленных зданий, но и здесь она дополняется силовыми установками.

Использование силовых устройств значительно повышает эффективность. С его помощью требуемые объемы воздушных масс с рассчитанной скоростью перемещаются в любую точку здания. Они складываются из приточной и вытяжной систем, которые часто применяются совместно для обеспечения баланса притока/отвода воздуха. Оборудование состоит из нескольких узлов:

• вентиляторы с электрическим приводом;
• система каналов (встречаются бесканальные схемы);
• фильтры для тонкой и грубой очистки потока;
• нагреватели/охладители различных типов;
• рекуперационная установка;
• осушители/оросители;
• автоматизированное управление.

Такая система собирается последовательно (наборная система) или компонуется в одном корпусе (моноблок). В первом случае она применяется для поддержания микроклимата крупных зданий, вторая подойдет для квартир или индивидуального строительства. Применение силовых агрегатов позволяет провести эффективную подготовку воздуха перед подачей в помещения.

Отдельно стоит остановиться на рекуперационной установке. Она представляет собой двухконтурный теплообменник, в котором нагрев притока проводится отводимым воздухом, покидающим помещение. Высокая теплопроводность контуров экономит 60% – 80% энергии на обогрев здания. Дополнительно оснащается системой управления и байпасом (специальным каналом для отвода воздушных масс). Эта компоновка обеспечивает эффективную работу при любых погодных условиях. Контуры герметичны, поэтому потоки не смешиваются что особенно актуально для жилых помещений, предприятий с вредными производствами.

Внутренние коммуникации и сети бывают локальными, общеобменными, аварийными, противопожарными, они предназначены для комплексной вентиляции воздуха и кондиционирования помещений. У двух последних специфическое применение – они включаются при возникновении аварийной ситуации.

• Противопожарная обеспечивает вытеснение дыма, продуктов горения из зоны эвакуации людей. Вытяжка применяется в местах проходов персонала, посетителей для предотвращения отравления продуктами сгорания. Включается с пульта или автоматически по сигналу датчика. Оно совмещено с работой централизованных систем пожаротушения. Проверку работоспособности периодически проводят контролирующие органы.
• Аварийная система предназначена для замещения основного вентилирования при выходе его из строя. Она имеет собственный автономный источник питания, обеспечивает производственные процессы на период возобновления контроля над основными устройствами.

Локальные и общеобменные внутренние инженерные системы работают постоянно. Они проектируются и устанавливаются для решения различных задач.

• Общеобменные используются в общественных зданиях, магазинах, ТЦ, спортивных сооружениях и др. Они обеспечивают подготовку воздушных масс, их подачу в определенные точки строения, отвод за пределы зданий. Также такая схема применяется для производственных объектов с низкой концентрацией вредных веществ на большой площади.
• Локальные необходимы, если имеется концентратор загрязнения. Оборудование не дает распространиться загрязненному воздуху и отводит его из определенной зоны. Эти агрегаты устанавливаются в санитарных помещениях, бассейнах, химических лабораториях, в производственных условиях, горячих цехах общепита, на кухнях жилых домов и др. Примеры: вытяжной шкаф химической лаборатории, сварочный пост, обычная кухонная вытяжка.

Эти схемы могут устанавливаться параллельно и дополнять друг друга.

Для создания оптимальных условий проживания и работы воздух, поступающий летом с улицы, необходимо охладить. Для решения этой задачи используют: локальные сплит-системы, канальные теплообменники. Системы, которые совмещают подачу, охлаждение воздушных масс, применяются в зданиях большой площади. Эта схема достаточно проста и эффективна, но требует дополнительных монтажных и производственных затрат. В каналы устанавливаются теплообменные установки, которые состоят из одного или нескольких замкнутых контуров, по ним циркулирует хладагент. Набегающий поток омывает трубчатый контур, его температура понижается до установленных пределов. Производительность такой системы рассчитывается, исходя из нескольких параметров – объем проходящего потока, его скорость, размеры помещения. Температура контролируется автоматически при помощи датчиков. Гибкое регулирование мощности силовой охладительной установки реализовывает оптимальные параметры.

К локальным относятся оконные (практически не используются), мобильные устройства, сплит-системы.

• Мобильные представляют собой силовой компрессор, охладитель, испаритель, вентилятор. Агрегат собран в одном корпусе и может свободно перемещаться по помещениям. Для работы требуется только подключение к источнику электропитания. Кондиционер этого типа обеспечивает быстрое охлаждение помещения заданного объема до установленной температуры (мощность зависит от размеров комнаты). Применяется, если невозможна установка стационарной.
• Сплит-система имеет схожую конструкцию. Отличие состоит в 2-корпусной компоновке. На улице размещается компрессор, охладитель с вентилятором центробежного типа. В помещении смонтирован испаритель, нагнетающий вентилятор. Эта конструкция обеспечивает лучшее охлаждение хладагента, повышает производительность оборудования. В зависимости от мощности ее используют для квартир, средних или крупных коттеджей, а также для небольших общественных зданий.

Это канальное сплиты, предназначенные для средних или больших сооружений. Его мощность не ограничена, поскольку схема наборная (можно установить требуемое количество элементов). Это наиболее эффективный, но несколько громоздкий способ охлаждения больших площадей. В качестве хладагента используют два компонента – фреон или подготовленную воду.

• Теплообменные блоки на фреоне предназначены для быстрого охлаждения зданий среднего размера. К достоинствам относят быстрое, гибкое изменение температуры, высокую эффективность. Недостатки – необходимость работы силового устройства (компрессора), высокая цена приобретения и эксплуатации, необходимость технического обслуживания.
• Теплообменники с водяным хладагентом – системы кондиционирования этого типа используются для охлаждения крупных зданий, сооружений. Принцип работы заключается в циркуляции по контурам теплообменников подготовленной охлажденной воды. Хладагент можно получать из общей циркуляционной системы, артезианских скважин, искусственных водоемов. Это оборудование особенно эффективно для поддержания комфортной температуры на больших пространствах. Преимущество схемы: минимальные эксплуатационные затраты (необходимы дополнительные регулируемые циркуляционные насосы), простота монтажа. Недостатками являются: невысокая гибкость и скорость охлаждения, невозможно установить температуру ниже требуемого параметра.

Разработаны, успешно применяются системы кондиционирования, отличающиеся по конструкции, мощности. Их выбор производят после изучения особенностей здания, требуемых температурных показателей, необходимой мощности и др. Для простых локальных установок производительность указана непосредственно на упаковке, а монтаж сплит-системы занимает несколько часов и не портит интерьер. Для сложных случаев требуется расчет. Оборудование с недостаточной производительностью не справится с возложенными задачами, а избыточная мощность повысит цену устройства, а также расходы на эксплуатацию.

Перед началом строительства необходимо выбрать оптимальную схему вентилирования/кондиционирования согласно особенностям объекта. Вентилирование и кондиционирование не заменяют друг друга, поскольку решают разные задачи.

• Вентиляция призвана снабжать здание чистым подготовленным воздухом в необходимых объемах, осуществлять отвод отработанного. Так в здании поддерживается оптимальная влажность, состав атмосферы.
• Кондиционирование обеспечивает поддержание температуры на установленном уровне. Оно работает по принципу рециркуляции, охлаждая находящийся в комнате воздух.

Для канальных вентсистем работу оборудования можно совместить, экономя на дополнительных элементах, с использованием одного воздуховода.

Проектирование и монтаж внутренних инженерных систем – это поэтапный процесс, который зависит от особенностей объекта.

Для локальных кондиционеров, устанавливаемых в небольших квартирах, проектирование не требуется. Достаточно ознакомиться с технической документацией, выбрать установку достаточной мощности. Для экономии ресурса компрессора рекомендуется приобретать оборудование с 10% – 15% запасом по производительности.

Для установки грамотней привлечь бригаду монтажников, которые оснащены алмазным инструментом, мощной техникой для сквозного бурения стен, да и укрепление внешнего блока на фасаде здания требует некоторого опыта и мастерства.

Проектные работы для крупных жилых, общественных объектов следует поручать только профильной компании. Если вы не хотите портить вид своего загородного дома обилием неэстетичных блоков, укрепленных на фасаде, установите единый компрессор с несколькими теплообменниками, смонтированными в каналах. Эти каналы также используют для обогрева дома, экономя полезную площадь, повысить энергоэффективность объекта. Утепленный дом с обогревом от воздушного потока позволяет значительно снизить расходы.

Автоматика поддерживает работу оборудования на оптимальных параметрах, особенно это актуально при установке индивидуального котла. Использование горячего воздушного потока в 2 – 3 раза эффективней обогрева циркуляционными радиаторами. Управление происходит дистанционно, устанавливая определенные параметры микроклимата.

Проектирование внутренних инженерных систем делится на две важные части – расчетную и графическую. Первая часть разрабатывается по методике, в которой учитываются обязательные факторы, влияющие на работоспособность, комфортность эксплуатации.

• При расчете воздухообмена учитывается целевое назначение здания или определенных помещений, количество жильцов или персонала. По этим данным определяется общий объем подаваемого/выводимого воздуха. Выбирается мощность, производительность силовых установок.
• Вычерчивается предварительная схема вентилирования, на которой указано расположение силовых, вспомогательных установок, протяженность и конфигурация воздуховодов. На основании этого документа проводится аэродинамический расчет. На каждом участке вентсистемы устанавливаются вспомогательные агрегаты, а также органы управления, которые создают сопротивление потоку воздуха, его учитывают при составлении окончательного проекта. Первоначальные данные по мощности установок корректируются.
• Акустический расчет призван минимизировать шумность работы системы. Функционирующие силовые установки создают избыточное звуковое давление, которое требуется уменьшить выбором места монтажа и эффективной звукоизоляцией. При движении потока по каналам создается шум, его следует уменьшить до нормативных параметров. Этот процесс осуществляется двумя путями – дополнительной шумоизоляцией каналов, увеличением их сечения для снижения скорости потока (второй вариант согласовывается с дизайнерами, архитекторами)

После получения окончательных данных выбирается мощность, производительность силовых составляющих системы, количество и расположение фильтров, вспомогательных устройств. Сечение воздуховодов бывает круглым или прямоугольным. В первом случае упрощается монтаж, а во втором экономятся полезные площади. Материал для изготовления каналов выбирают, исходя из особенностей здания. Применяют защищенную (оцинкованную) листовую сталь или конструкции из различных полимеров. Листовая сталь долговечней, выдерживает мощные потоки, пластик дешевле и проще в монтаже. Поэтому для небольших или средних построек применяются полимерные материалы, а для крупных промышленных или общественных зданий – защищенная сталь.

Работы заканчиваются выполнением графической части – генерального и детализующих чертежей. На документах указывается необходимая информация о расположении, размерах элементов системы. Дополнительная техническая информация представлена в спецификации.

После утверждения документации заказчиком, контролирующими органами (если это необходимо) приступают к монтажу на строительной площадке.

Начинать следует после создания проекта. Для небольших типовых зданий (квартир, коттеджей) такая документация уже подготовлена и опробована. Небольшие расхождения можно быстро устранить, адаптировав проектную документацию. Для оригинальных строений необходим индивидуальный проект, который учитывает особенности объекта, исключая ошибки, переделки. Монтаж внутренних инженерных систем зданий должна осуществлять только профильная компания.

Системы по особенностям установки разделяют на две группы: локальные и общие (канальные). Они монтируются различным образом.

В небольших постройках (квартирах, коттеджах, гаражах и др.) вентсистема, дополненная кондиционером, устанавливается за один рабочий день. Она состоит из приточных клапанов, проветривателей, бризеров, одной или нескольких вытяжных установок, сплит-систем для всех комнат.

• Согласно типовому проекту выбираются элементы.
• Размечаются места для сквозных, монтажных отверстий.
• При помощи электроинструмента с алмазными насадками выполняются технологические отверстия.
• Устанавливается и закрепляется оборудование.
• Проводятся тестовые испытания на всех режимах работы с измерением скорости, объема циркулирующего воздуха.

Система передается заказчику с гарантийными обязательствами компании.

• На объект прибывает бригада замерщиков для разметки здания согласно проекту.
• Оборудование прибывает по графику, которым дополнена проектная документация.
• Подготавливаются монтажные поверхности под установку силовых и вспомогательных элементов.
• Собираются, устанавливаются, закрепляются каналы воздуховодов.
• Монтируются элементы, подводятся вспомогательные коммуникации (энергоснабжение, вода, трубы для циркуляции хладагента и др.)
• Устанавливается оборудование управления.

Пробные запуски показывают места утечки и неплотности соединений, дефекты устраняются. Проводится балансировка на всех режимах, управление передается на автоматику. Замеряются все контролируемые параметры (температура, влажность, скорость потока и др.)

Система передается заказчику с выдачей полной гарантии для эксплуатации.